(57)【要約】【課題】ＶＣＭ駆動のロータリポジショナ３を有するスピンスタンド０１を用いた、磁気ヘッド２のシークに対する磁気ディスク１０の耐久性試験にて、ヘッドシーク中におけるヘッド・ディスク間の接触、あるいは接触しかかりの状態を感度よく、且つヘッドをトラックに追従させることなく簡便に検知する。【解決手段】被測定ディスク１０の任意に定めた１または複数のトラック上に予め、“０”、“１”を交互に繰り返す信号ＤＴを書込んでおき、シーク中に、ヘッド・ディスク間の間隔に関わる量として検出回路５を介し信号を書いたトラック上をヘッドが通過する時のリード信号出力波形のエンベロープ（包絡線）のピーク値ＥＶｐｐを検出する。そしてディスクの耐久性評価ではピーク値ＥＶｐｐの時間的推移を調べたり、コンパレータ７および接触回数カウント部８を介しＥＶｐｐが閾値６を越えた時点に接触が起きたとしてこの接触回数を計数したりする。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ヘッドのシークに対する磁気ディスクの耐久性を評価する試験方法であって、
被測定磁気ディスク上の所定の１または複数のトラック半径位置毎に、予め所定の磁化レベルで所定の信号を書き込んでおき、前記磁気ディスクの面上の前記１または複数のトラック半径位置を所定のシーク速度で通過するように、前記磁気ヘッドに前記トラック半径位置を含む所定の半径領域を繰り返しシークさせ、
このシーク中、磁気ヘッドが前記書き込んだ信号部分を通過する際に得られるリード信号の出力波形の包絡線のピーク値を検出し、このピーク値の時間的推移を調べることで、磁気ヘッドをトラックに追従させること無しに、磁気ディスクの耐久性を評価することを特徴とする磁気ディスクの耐久性試験方法。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ディスクの耐久性試験方法において、
前記シーク中、前記トラック半径位置毎のピーク値を、該トラック半径位置毎に定めた閾値と比較し、該ピーク値が閾値以上の箇所があれば接触と検出し、この接触回数を計数することを特徴とする磁気ディスクの耐久性試験方法。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気ディスクの耐久性試験方法において、
耐久性試験の初期状態における前記ピーク値を前記の各トラック半径位置毎に記録し、この記録された各トラック半径位置毎のピーク値に所定の比率を乗じた値を、それぞれ前記の各トラック半径位置毎の閾値とすることを特徴とする磁気ディスクの耐久性試験方法。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気ディスクの耐久性試験方法において、
前記シーク中、所定の経過時間毎に前記の各トラック半径位置毎のピーク値を記録していき、それぞれ同一トラック半径位置についてのこの記録されたピーク値が、経過時間と共に増加すれば磁気ヘッドの浮上量が減少したと判断し、同じく記録されたピーク値が経過時間と共に減少すれば磁気ヘッドの浮上量が増加したと判断することを特徴とする磁気ディスクの耐久性試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータの記録装置として用いられているハードディスク装置（ＨＤＤとも略記する）に搭載される磁気記録媒体である磁気ディスク（ハードディスクまたは単にディスクとも呼ぶ）についての、予めの品質評価段階で実施されるトライボロジー特性（つまり、磁気ディスクの磁気ヘッドとの間の摩擦・磨耗・潤滑に関わる特性）の評価試験方法、具体的には磁気ヘッドのシークに対する磁気ディスクの耐久性を評価する磁気ディスクの耐久性試験方法に関する。
なお、以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。
【背景技術】
【０００２】
図６は磁気ディスク（ハードディスク）の断面内の構成例を示す。即ち、磁気ディスク１０は、基板１１上に磁性層１２を成膜し、その上に保護層１３を成膜し、さらにその上に潤滑膜１４を塗布して構成されている。
ハードディスク装置（ＨＤＤ）では、磁気ディスクにサーボ信号やデータが記録され、データが再生されるが、磁気ディスクに欠陥があるとこの記録・再生が十分に行えないので、磁気ディスクが単体にて最低限必要とされる性能を満足していることを、ＨＤＤ内に組み込む前にテストする必要がある。
一般にこのテストは、磁気ディスクのグライド特性、サーティファイ特性、耐久性を検査することにより行われる。ここで、グライド特性およびサーティファイ特性の検査は通常、生産出荷される磁気ディスクの全数に対して実施され、耐久性の検査は磁気ディスク設計時における潤滑剤、保護膜等の評価の一環として、あるいは磁気ディスク生産時におけるロット品質確認のための抜取り検査の一環等として実施される。
【０００３】
上記のグライド特性検査では磁気ディスク上の突起数が確認され、サーティファイ特性検査では磁気ディスクの電気的特性や欠陥の有無が確認される。
また、上記の耐久性は、磁気ヘッド（単にヘッドとも呼ぶ）のシーク動作（Ｓｅｅｋ動作、つまり追従すべきトラックを探す動作）や、コンタクト・スタート・ストップ動作（ＣＳＳ動作とも略記、つまり磁気ディスクが停止してヘッドが磁気ディスク上に接触している状態から、磁気ディスクが起動してヘッドが浮上したのち、再び磁気ディスクが停止してヘッドが磁気ディスク上に接触するまでの動作）の所定回数の繰り返しに基づく、保護膜の劣化具合やヘッド・ディスク間の動摩擦係数などにより判断される。またこの耐久性は、ヘッド・ディスク間の接触頻度と密接な関係があり、耐久性テストでは、この接触頻度の測定も重要である。
【０００４】
前記ＣＳＳ動作の繰り返しによるヘッド浮上特性の劣化や、ディスク磨耗・摩擦などの発生を評価したり、シーク耐久性などを評価する装置であるスピンスタンドは、一般的に、磁気ディスクを任意の回転数で回すスピンドルモータと、取り付けられた磁気ヘッドを磁気ディスク上に位置決めするロータリ・ポジショナより構成される。そして、ロータリーポジショナーはボイスコイルモータ（ＶＣＭとも略記する）を用いて駆動される。ロータリーポジショナーのヘッド取り付け部分には、ストレインゲージおよびＰＺＴセンサが設けられ、前者はヘッド・ディスク間の摩擦力を、後者は、ヘッド・ディスク間の接触をそれぞれモニタすることに用いられる。
なお、特許文献１には、耐久性評価用ヘッドにより擦り合わせを開始してから、読出し用ヘッドにより読出すデータの振幅が所定値以下になるまでの時間を測定することによりディスク媒体の耐久性を評価する方法が記載され、特許文献２には、ヘッドとディスク基板との間の衝突強度をＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）信号を用いて測定することにより、磁気ディスクの耐久性を評価する方法が記載されている。
【０００５】
また特許文献３には、磁気ディスクの最内周と最外周の間で磁気ヘッドを角度制御することなくシークさせ、シーク前後の電磁変換特性を測定して磁気ディスクの耐久性を評価する装置が記載されている。
【特許文献１】特開平２―１９３０８５号公報
【特許文献２】特開平７―１３４０９８号公報
【特許文献３】特開平１１―１６１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来の磁気ディスクの耐久性評価方法において、ヘッド・ディスク間の接触はＰＺＴセンサより得られるＡＥ信号にてモニタされる。しかし、この方法では完全な接触は検知できるが、軽い接触を検知するには感度が足りず、また、ヘッドの接触には至らない浮上の不安定な状態等も検知することが難しい。ヘッド浮上の不安定状態は、ヘッドへの潤滑剤付着などの問題の引き金となり得る。
そこで本発明は、ＶＣＭ駆動のロータリポジショナを有するスピンスタンドにて、ヘッドシーク中におけるヘッド・ディスク間の接触、あるいは接触しかかりのヘッド浮上の不安定状態を感度よく、且つ、ヘッドをトラックに追従させる手段をスピンスタンドに設けることなく簡便に検知して磁気ディスクの耐久性を評価することができる磁気ディスクの耐久性試験方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、請求項１の磁気ディスクの耐久性試験方法は、磁気ヘッド（２）のシークに対する磁気ディスクの耐久性を評価する試験方法であって、
被測定磁気ディスク（１０）上の所定の１または複数のトラック半径位置毎に、予め所定の磁化レベルで所定の信号（“０”、“１”の繰り返しからなる信号データＤＴ）を書き込んでおき、前記磁気ディスクの面上の前記１または複数のトラック半径位置を所定のシーク速度で通過するように、前記磁気ヘッドに前記トラック半径位置を含む所定の半径領域を繰り返しシークさせ、
このシーク中、磁気ヘッドが前記書き込んだ信号部分を通過する際に得られるリード信号の出力波形の包絡線のピーク値を検出し、このピーク値の時間的推移を調べることで、磁気ヘッドをトラックに追従させること無しに、磁気ディスクの耐久性を評価するようにする。
【０００８】
また請求項２の磁気ディスクの耐久性試験方法では、請求項１に記載の磁気ディスクの耐久性試験方法において、
前記シーク中、前記トラック半径位置毎のピーク値を、該トラック半径位置毎に定めた閾値と比較し、該ピーク値が閾値以上の箇所があれば接触と検出し、この接触回数を計数するようにする。
また請求項３の磁気ディスクの耐久性試験方法では、請求項２に記載の磁気ディスクの耐久性試験方法において、
耐久性試験の初期状態における前記ピーク値を前記の各トラック半径位置毎に記録し、この記録された各トラック半径位置毎のピーク値に所定の比率を乗じた値を、それぞれ前記の各トラック半径位置毎の閾値とするようにする。
【０００９】
また請求項４の磁気ディスクの耐久性試験方法では、請求項１に記載の磁気ディスクの耐久性試験方法において、
前記シーク中、所定の経過時間毎に前記の各トラック半径位置毎のピーク値を記録していき、それぞれ同一トラック半径位置についてのこの記録されたピーク値が、経過時間と共に増加すれば磁気ヘッドの浮上量が減少したと判断し、同じく記録されたピーク値が経過時間と共に減少すれば磁気ヘッドの浮上量が増加したと判断するようにする。
本発明の作用は以下のごとくである。即ち、磁気ヘッドの浮上量の変動は、リード（Ｒｅａｄ）信号により相対的にではあるが検出することが可能である。その理由は、ヘッド・ディスク間の距離が近づけばリード信号は大きくなり、また、遠ざかるとリード信号は減少する。これは、リード信号は磁気ヘッドより直接得られるので、前記ＡＥセンサによる検出に比べ感度が良い。
【００１０】
しかしながら、磁気ヘッドに昨今の狭いトラック幅を追従させるには精密な位置決め精度が必要になり、サーボを使わずにヘッドをオントラック（トラックに追従）させてリード信号を得ることは難しい。一方、サーボ制御機構を試験装置に付加する事は、試験装置の複雑化につながるので望ましくない。
そこで本発明では、被測定磁気ディスクの任意に定めた１または複数のトラック上に予め、“０”、“１”を交互に繰り返す信号を書込んでおき、シーク途中に、信号を書いたトラック上をヘッドが通過した時のリード信号の波形からその包絡線のピーク値を求め、このピーク値をリード出力と考えるものである。
そして、被測定磁気ディスクの耐久性評価のためにシーク中におけるヘッド・ディスク間の接触、あるいは接触しかかりのヘッド浮上不安定状態などを測定するには、前記リード出力（包絡線のピーク値）を予め定めた閾値と比較し、リード出力が閾値以上であれば、つまり一定間隔以上にヘッドとディスクが近づいていれば接触と判断する。
【００１１】
この時、信号を書込んだトラック上をヘッドが通過した時のトラックの速度が異なると、トラック速度によるリード出力レベルの変化が生じる。ここで、測定中のディスク回転数が一定であるとすれば、トラックの半径ごとにその半径位置の周速（トラック速度）が異なるので、上記方法を用いる際には閾値を、信号書込みトラックの半径ごとに決定する必要がある。
実際には、まず、初期状態のリード出力レベル（包絡線のピーク値）を信号書込みトラックの半径位置ごとに記録しておき、閾値はこの記録されたリード出力レベルに所定比率（Ｘ％）を乗じた値と決定する。
また、このとき、信号書込みトラックの各半径位置を通過する際のシーク速度は、通過する毎に一定である必要がある。これは、ロータリ・ポジショナ部分にエンコーダを設け、その位置情報よりフィードバック制御を行うことによって実現が可能である。一般的には、ロータリ・ポジショナを有するスピンスタンドでは、この手法を用いてシーク速度を制御することが可能となっている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、磁気ディスク・ヘッド間の耐久性テストにおいて、被測定磁気ディスクの任意に定めた１または複数のトラック上に予め、“０”、“１”を交互に繰り返す信号を書込んでおき、シーク試験中に、信号を書いたトラック上をヘッドが通過する時のリード出力波形のエンベロープ（包絡線）におけるピーク値を検出してそのトラックの信号出力レベルとし、この検出された出力レベルにより、シーク中におけるヘッド・ディスク間の間隔を検出するようにしたので、
ヘッドをトラックに追従させることなく簡便に検出出力が得られ、この検出出力レベルにより、シーク中におけるヘッド・ディスク間の接触、あるいは、浮上不安定状態などを測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
図３は本発明を実現する磁気ディスク耐久性評価装置の構成の一実施例を示す。同図において０１はスピンスタンド、１０はスピンドルモータ１の軸（スピンドル）に装着され、このモータ１によって所定速度で回転される評価対象の磁気ディスク、２は磁気ヘッド、３は磁気ヘッド２を先端部に保持するサスペンション３ａを図外のＶＣＭによって回転駆動し、磁気ディスク１０の面上における磁気ヘッド２のシークや位置決めを行わせるロータリ・ポジショナである。
なお、ＤＴは、予め磁気ディスク１０に、１トラックまたは任意のトラックピッチで複数トラックに書き込まれた、“０”、“１”を交互に繰り返す信号データであり、この信号データＤＴは一定の周期（たとえば１０ＭＨＺ）で磁化反転している。
【００１４】
ロータリ・ポジショナ３は図外のエンコーダを持ち、その位置情報によって磁気ヘッド２が磁気ディスク面上の信号データＤＴの書込まれたトラックを通過する際のシーク速度を一定とするようなフィードバック制御が行われる。
次に４は磁気ヘッド２からのリード信号を増幅するリード／ライト・アンプ（なお、リード／ライトをＲ／Ｗとも略記する）、５はＲ／Ｗアンプから出力されたリード信号の波形からそのエンベロープ（包絡線）のピーク値ＥＶｐｐ（後述の図２参照）を検出するエンベロープピーク値検出回路である。  また、７はエンベロープピーク値検出回路５の出力であるエンベロープピーク値ＥＶｐｐとその閾値６とを比較するコンパレータ、８はエンベロープピーク値ＥＶｐｐが閾値６を上回った時にコンパレータ７から出力される比較出力７ａが磁気ディスクと磁気ヘッドとの接触を表すものとして、この比較出力７ａの発生回数を計数する接触回数カウント部である。
【００１５】
図１は本発明により磁気ディスク１０と磁気ヘッド２との接触回数を測定する方法の手順の実施例を示す流れ図で、Ｓ１〜Ｓ１０はそのステップ番号である。同図を説明すると、先ず、被測定磁気ディスク１０の全面に任意のトラックピッチで予め信号データＤＴを書き込む（ステップＳ１）。次に、この信号データＤＴが書込まれた被測定ディスク１０を耐久性試験用のスピンスタンド０１のスピンドルモータ１の回転軸に装着し（ステップＳ２）、スピンドルモータ１の回転を開始して（ステップＳ３）、磁気ヘッド２によるシークテストを開始する（ステップＳ４）。
このシークテストは、例えば磁気ディスク１０の内周⇒外周⇒内周というように、ディスク１０上にて磁気ヘッド２を長時間に渡って繰り返し往復移動させて行う。このとき、信号データＤＴを書込んだトラック（信号書込みトラックという）の各半径位置を通過する際のヘッド２のシーク速度は、ロータリ・ポジショナ３部分にエンコーダを設け、その位置情報よりフィードバック制御を行う前述の手法により、信号書込みトラックの各半径位置を通過する毎に一定となるよう制御する。
【００１６】
シーク中に信号書込みトラックをヘッド２が横切った時のリード信号の出力波形は図２のようになる。ここで、黒く塗りつぶされた部分がリード信号の存在領域で、この黒の塗りつぶし領域の上側の輪郭を示す曲線が上側エンベロープ（上側包絡線）ＥＶ１、同じく黒の塗りつぶし領域の下側の輪郭を示す曲線が下側エンベロープ（下側包絡線）ＥＶ２である。そして、上側エンベロープＥＶ１と下側エンベロープＥＶ２との上下の間隔が最大となる各時点は、それぞれヘッド２が信号書込みトラックの真上を通過した時点に相当する。
ここでは、上側エンベロープＥＶ１と下側エンベロープＥＶ２との上下間隔の各最大値ＥＶｐｐを、それぞれ当該信号書込みトラックについてのエンベロープピーク値とし、エンベロープピーク値検出回路５は図２のようなリード信号の出力波形から、各信号書込みトラック毎のエンベロープピーク値ＥＶｐｐを検出する。
【００１７】
ところでシークテストでは、まず最初に、各信号書込みトラックの半径位置毎に、上記エンベロープピーク値ＥＶｐｐを検出し初期状態の出力レベルとして記録する（ステップＳ５）。次に、記録した各信号書込みトラックの半径位置毎の初期出力レベルにそれぞれ所定の検出比率（Ｘ％とする）をかけて、各信号書込みトラックの半径位置毎の接触検出に利用する閾値レベル６を算出する（ステップＳ６）。
この後、エンベロープピーク値検出回路５によって磁気ヘッド２のリード信号を監視することにより、各信号書込みトラックの半径位置毎にエンベロープピーク値ＥＶｐｐを取得し（ステップＳ７）、そのつど、コンパレータ７によってこの取得されたエンベロープピーク値ＥＶｐｐを前記のようにして決定された閾値６と比較する（ステップＳ８）。
そして、エンベロープピーク値ＥＶｐｐが閾値６以上の、つまり一定以上ヘッドとディスクが近づいた箇所があれば（ステップＳ８、分岐ＹＥＳ）、コンパレータ７から接触と判断する比較出力７ａを接触回数カウント部８に送出させ、この接触回数カウント部８によってこの接触回数を計数することを繰り返す（ステップＳ９→Ｓ１０、分岐ＮＯ→Ｓ７〜Ｓ１０のループ）。
【００１８】
こうして、予め定めた試験時間が経過した時、あるいは上記の接触回数が所定の回数に達した時に測定を終了する（ステップＳ１０、分岐ＹＥＳ）。このようにして、磁気ディスク耐久性の測定中に、ヘッド・ディスク間の接触度合いが確認できる。
このような測定結果より得られた接触回数が多い磁気ディスクは、ヘッドの浮上性が悪いことが予想され、磁気ディスクの耐久性として好ましくない。また、接触回数は少ないが、耐久性テスト終了後、保護膜の著しい劣化が見られる場合、保護膜強度が不足していると考えられる。
（実施の形態２）
磁気ディスク表面に塗布された潤滑剤の状態によっては、長時間のヘッドシークにて、磁気ヘッドの浮上状態が不安定になることがある。とりわけ、ヘッドヘの潤滑剤の付着により、ヘッド浮上量が徐々に増加し、そのため磁気スペーシングが大きくなり、信号の書き込みが困難になるような状態に陥ることもある。
【００１９】
このような不具合を検査するために、次のような方法で長時間シークにおける、リード信号の評価を行う。即ち、実施の形態１の場合と同様に、被測定磁気ディスク１０の１または複数のトラックに予め信号データＤＴを書き込んでおき、このディスク１０を図３の耐久性テスト用スピンスタンド０１のスピンドルに装着してシークテストを開始する。
そしてシークテスト中、所定時間ごとに信号書込みトラック上をヘッドが横切った時のエンベロープピーク値検出回路５の出力である、リード信号のエンベロープ波形のピーク値ＥＶｐｐを記録していき、最終的に図４、５に示すような経過時間とエンベロープピーク値ＥＶｐｐの推移との関係（浮上量変化特性という）を求める。
この得られた浮上量変化特性データより、長時間シークによるヘッド浮上量の変化を知ることができる。即ち、図４の浮上量変化特性のように時間経過と共にエンベロープピーク値ＥＶｐｐが減少していくようならばヘッド浮上量の増大が考えられ、逆に図５の浮上量変化特性のように時間経過と共にエンベロープピーク値ＥＶｐｐが増加していくようならば、ヘッド浮上量の減少が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１における磁気ディスク・ヘッド間の接触回数測定方法の手順の実施例を示すフローチャート
【図２】本発明において検出するリード信号波形のエンベロープピーク値の説明図
【図３】本発明を実現する耐久性テスト用スピンスタンドの構成の実施例を示す図
【図４】本発明の実施の形態２における浮上量変化特性の一実施例を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における浮上量変化特性の他の実施例を示す図
【図６】磁気ディスクの構成例を示す断面図
【符号の説明】
【００２１】
０１                  スピンスタンド
１                    スピンドルモータ
２                    磁気ヘッド
３                    ロータリ・ポジショナ
３ａ                  サスペンション
４                    Ｒ／Ｗアンプ
５                    エンベロープピーク値検出回路
６                    閾値
７                    コンパレータ
７ａ                  コンパレータ出力
８                    接触回数カウント部
１０                  磁気ディスク
１１                  基板
１２                  磁性層
１３                  保護層
１４                  潤滑膜
ＥＶｐｐ              エンベロープピーク値
【図１】
2006244570.tif 000003
【図２】
2006244570.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006244570.tif 000006
【図５】
2006244570.tif 000007
【図６】
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